Talvez a explicação mais simples para a tecnologia digital twin seja como um “simulador de voo” para empresas. Simuladores de vôo sofisticados estão em uso na indústria aeronáutica há algum tempo, e qualquer pessoa que tenha visto o filme Sully os viu em ação, com membros do National Transportation Safety Board recriando cenários alternativos para o famoso pouso forçado controlado do piloto no Hudson, que salvou 155 vidas.
O conceito de simulador de voo para empresas está surgindo, permitindo que gerentes e profissionais observem os sistemas e instalações de suas empresas, planejando cenários hipotéticos e visualizando os impactos de eventos em tempo real. Esta simulação pode envolver gémeos digitais de uma infraestrutura tecnológica, de um edifício inteiro ou de uma rede de cadeia de abastecimento.
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“Estamos vendo uma adoção crescente da tecnologia de gêmeos digitais em todos os setores, mas há alguns que estão experimentando um crescimento particularmente rápido”, disse Bill Quinn, futurista da TCS, à ZDNET. “Por exemplo, a manufatura e a produção são áreas que apresentam forte crescimento. A necessidade de previsão de demanda, gerenciamento de estoque e visibilidade em tempo real dos processos de fabricação tornam os gêmeos digitais particularmente atraentes para este segmento.”
Quinn disse que o mais alto nível de adoção da tecnologia de gêmeos digitais ainda está à nossa frente: “Saúde, mobilidade e varejo são as principais áreas que deverão ver a maior adoção nos próximos três anos”.
Um setor líder na tecnologia de gêmeos digitais tem sido a indústria automotiva, “que tem usado a tecnologia de gêmeos digitais há algum tempo para simular o hardware do veículo, como para realizar testes de colisão virtualmente ou para otimizar a aerodinâmica de um carro”, disse Tom De Schutter. , vice-presidente de engenharia da Synopsys.
“À medida que avançamos em direção a veículos definidos por software e mais software é usado nos veículos atuais para recursos como câmeras de 360 graus, heads-up displays e sistemas avançados de assistência ao motorista, a indústria automotiva está adotando cada vez mais gêmeos digitais eletrônicos, que modelam os principais componentes eletrônicos em um veículo por meio de unidades de controle eletrônico virtuais para permitir a validação do software que será implantado no carro.”
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Embora esses desenvolvimentos sejam significativos, o desafio é que implementar um gêmeo digital empresarial não é tão rápido e fácil quanto implementar e decolar com um software como o Microsoft Flight Simulator.
Estes desafios foram descritos num artigo recente publicado pela Elsevier, no qual a equipa de co-autores, liderada por Akram Hakiri da Universidade de Carthage, apontou que “o trabalho existente sobre DT centra-se principalmente na perspectiva da modelação e presta menos atenção para simplificar o controle e o gerenciamento de redes IoT industriais.”
Barreiras adicionais incluem “complexidade proibitiva com implantações de rede, riscos de segurança e necessidade de novos modelos e práticas de negócios”, afirmaram os pesquisadores. Os pesquisadores disseram que a segurança e a privacidade são as principais preocupações “para o compartilhamento de dados de IoT entre infraestruturas distribuídas de gêmeos digitais, que dependem da realimentação de dados entre objetos físicos e modelos virtuais”. Além disso, existem padrões inconsistentes nas redes e nas implementações de software.
Conclusão: os gêmeos digitais evoluirão gradualmente à medida que os padrões e os casos de negócios se unem. Você não pode ir daqui até lá sem desenvolver competências digitais fundamentais.
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“Em um nível básico, os gêmeos digitais exigem sensores IoT, conectividade, software de modelagem, computação e ferramentas de relatórios”, disse Quinn.
“Os sensores medem a pessoa ou objeto do mundo real para o qual o gêmeo está sendo criado; a conectividade transmite os dados coletados pelos sensores para um computador central; o software de modelagem, auxiliado pelo poder de processamento, cria o gêmeo digital dentro do computador central. computador; e as ferramentas de relatório fornecem resultados acionáveis aos proprietários do gêmeo digital.”
A disponibilidade de “modelos virtuais no nível de abstração correto e com o desempenho correto é o obstáculo mais típico”, disse De Schutter. O conjunto de habilidades para desenvolver esses tipos de modelos é específico. Os desenvolvedores precisam entender o caso de uso exato para o qual os modelos serão usados para criar um modelo com precisão e, ao mesmo tempo, otimizar o desempenho para executar longas cargas de trabalho de software.
Este requisito significa que os desenvolvedores de modelos precisam entender as unidades de controle eletrônico/hardware e considerar como os desenvolvedores de software usarão os modelos para suas tarefas de desenvolvimento e teste de software.
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Além disso, Quinn disse que adicionar outras tecnologias pode melhorar a modelagem e a usabilidade: “Por exemplo, a IA tornará possível executar milhares ou até milhões de simulações no gêmeo digital para identificar novos designs, casos de uso ou otimizações do objeto físico. A realidade virtual e aumentada criará experiências mais realistas e imersivas do gêmeo digital. Isso é fundamental para usuários, como técnicos de manutenção, cirurgiões e designers de produtos. 5G/6G e outras tecnologias de conectividade avançadas permitirão que os gêmeos digitais sejam aproveitados em locais remotos. .”
Para traçar o caminho para o desenvolvimento dos gêmeos digitais, o Digital Twin Consortium publicou recentemente um modelo de maturidade que identifica os estágios de progresso em direção ao bom funcionamento dos gêmeos digitais:
1. Passivo
- Visão e ambição digital: Falta. “A necessidade de uma visão e estratégia digital não é claramente compreendida a nível superior”, afirma o relatório. Há “pouca ou nenhuma consciência das tecnologias digitais”.
- UX e modelagem: Os autores sugerem que há “monitoramento e captura pós-realidade”, provavelmente envolvendo “mapas esboçados para design, sem modelos de comportamento ou dinâmica”.
- Integração tecnológica: Você está brincando?
2. Iniciante
- Visão e ambição digital: “Alguma consciência da necessidade de uma visão digital e das principais tecnologias que moldam a indústria.”
- UX e modelagem: “Entidades físicas modeladas para terem uma aparência visual semelhante e renderizadas em desenhos ou modelos 2D ou 3D. Processos modelados, mas apenas dentro de silos e sem qualquer consistência em todo o negócio.”
- Integração tecnológica: Existe “alguma integração entre sistemas, como sistemas empresariais ou plataformas de colaboração”.
3. Progressivo
- Visão e ambição digital: “Consciente das amplas tecnologias que moldam a indústria, incluindo gêmeos digitais, mas não tem clareza sobre os resultados de negócios.”
- UX e modelagem: “Monitoramento e captura quase em tempo real – apenas dentro das restrições de quão em tempo real os dados são modelados de comportamentos e dinâmicas.”
- Integração tecnológica: “Dados interativos vinculados, especialmente dados comuns: dados GIS, BIM, IoT, dados de sistemas, etc. Fluxo de dados unidirecional e bidirecional com análise em tempo real.”
4. Maduro
- Visão e ambição digital: “Entenda o impacto e a importância da tecnologia de gêmeos digitais com resultados de negócios definidos, mas sem aproveitar todo o seu potencial.”
- UX e modelagem: “Operações sincronizadas, federadas e interativas quase em tempo real usando thread digital (integração e interação bidirecional). Visualização e simulação são incorporadas aos modelos.”
- Integração tecnológica: “A frequência de sincronização entre sistemas é previsível e determinística. Sistemas conectados e interoperáveis usando Sistema de Sistemas.”
5. Mestre
- Visão e ambição digital: “A tecnologia digital twin é usada para moldar e continuar a atualizar e comunicar a visão e alcançar resultados de negócios.”
- UX e modelagem: “Operações e manutenção autônomas. Sincronização em tempo real – isso é definido pelo caso de uso.”
- Integração tecnológica: “Os dados no contexto de negócios estão vinculados ao longo de todo o ciclo de vida – upstream e downstream. Os protocolos de comunicação permitem sistemas intercambiáveis - troca entre uma simulação e um sistema real ou entre sistemas diferentes.”
Outro desafio para usar gêmeos digitais de forma eficaz é conseguir que as organizações participem financeiramente. “Construir e manter gêmeos digitais pode ser caro”, disse Quinn da TCS.
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“As empresas precisam de compreender o investimento inicial e contínuo e ser capazes de demonstrar um ROI claro para garantir e manter a aprovação do orçamento. Dito isto, o custo das tecnologias de gémeos digitais está a diminuir rapidamente e há também um custo para evitar a implementação de gémeos digitais, incluindo ficar para trás em termos competitivos, atrasar o avanço das competências dos seus trabalhadores e perder eficiência e inovação provenientes dos gémeos digitais.”